腔中光诱导电子转移的量子光学方法

我们研究了一个用于光诱导电子转移反应的简单模型，该模型针对许多供体-受体对集体且均匀地与腔的光子模式耦合的情况。我们在量子光学 Lindblad 主方程框架内描述了这种耦合产生的相干和耗散集体效应。我们引入了一种通过绝热消除供体和受体态以及腔模式来推导电子转移有效速率方程的方法。所得速率方程在弱耦合和强耦合到腔模式时均有效，并描述了通过腔耦合亮态和未耦合暗态的电子转移。我们推导了瞬时电子转移速率的解析表达式，其非平凡地依赖于基态中随时间变化的对数。我们发现，在适当的共振条件下，且存在非相干驱动时，反应速率可被腔增强。这种增强在弱光-物质耦合 regime 下持续存在，甚至可达到最大。我们讨论了腔效应与真实实验的相关性。